变频器电气干扰原因及预防措施
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摘要：随着我国经济的发展以及科学技术的进步，变频器的应用日益广泛。变频器具有节能、易于控制等优点，不过在运行过程中容易受到电气的干扰，因此需要采取必须的措施对干扰因素进行有效的控制，以提高变频器工作的稳定性，保证我国经济的稳定发展。
关键词：变频器；干扰；因素；预防；措施
中图分类号：F407文献标识码： A
目前工业所用变频器，其开关元件大多采用较大功率的开关元件，如：IGBT、GTO等。变频器的主要控制方法有：U/F（恒压频率比）、PAM（脉冲幅度调制）以及矢量控制等。变频器以其节能、软启动、多台控制等优点在现代工业生产中得到广泛应用。但变频器也有自身缺陷，即易受到电气干扰，干扰来源来自变频器自身及设备等，变频器在电气干扰下，其运行可靠性受到较大影响。因此，在实际应用中，需做好电气干扰的预防措施，以保证变频器能够可靠运行。
1内部电气干扰与预防措施
在进行变频器安装或安装变频器柜时，变频器干扰是每一位安装人员所需重点考虑的问题。变频器是为设备的控制系统，一旦发生变频器因干扰问题造成变频器误动作、当机时，被控制设备也因此停止工作，导致工业成产中断，对工厂造成巨大的经济损失。因此，保证变频器的运行可靠性，对保障工业生产效益有着重要意义。
在安装变频器时，通过以下安装处理，可以解决大部分电气干扰问题：①将变频器主电路与控制电路分开安装，保证主电路与控制电路的线缆没有交叉、缠绕；②将变频器主电路线缆使用金属管包裹，利用金属管屏蔽电磁干扰；③严格按照接地标准对变频器进行接地处理。下面为具体干扰因素分析与解决措施。
1.1高次谐波电气干扰与预防措施
1）高次谐波电气干扰。变频器自身携带的整流电路在工作时会产生一种非线性谐波，即高次谐波。在实际工作时，变频器自身所携带的整流器会产生一定量的高次谐波，这些高次谐波首先会产生一种辐射干扰，然后与电网系统相连的各个负载部分在带有高次谐波的谐波电流作用下，造成电源侧功率因数降低，对与电网相连的负载与变频器自身产生不同程度的影响；除辐射干扰外，整流器还会产生传导干扰，传导干扰会使与变频器相连的异步电动机发出电磁噪声以及异步电机的铜损与铁损增大，导致异步电机的效率与功率因数有较大降低、同时异步电机在运行时震动程度增加、机身温度上升较快等影响。因此，为了保证变频器与电源侧负载运行的可靠性，需采取措施抑制或消除电源谐波干扰。
2）预防措施。为抑制高次谐波措施图，具体过程如下：①在变频器电源输入侧安装电流滤波器，利用电源滤波器降低变频器电源侧的高次谐波电流；②在变频器电流输出端安装电流滤波器，降低变频器在工作时产生的高次谐波，从而有效降低异步电机运行时产生的电磁噪声；③当电源容量超过500千伏安以上，且容量超过变频器容量的10倍以上时，变频器会因电源阻抗较小，导致变频器工作时因电源谐波的增加，造成变频器整流电路中的整流二极管与电容发生损毁，因此在实际工作时，应采用电源适配电感器与滤波器组合使用。
1.2电磁噪声干扰与预防措施
1）电磁噪声干扰。变频器在工作时，其斩波通过高波频率输出。变频器也因此在实际运行中相当于一个干扰源，产生大量的电磁噪声。电磁噪声根据传输途径可分为3种：
①辐射式电磁噪声传播，即通过与变频器相连的输出、输入线路传播，它又可分为变频器直接辐射噪声、电源线辐射噪声和电动机辐射噪声三种。这类辐射传播噪声会造成测量仪表、传感器等设备的误动作。易受此种传输方式干扰的元器件大多数是传感器、各类测量仪表等这一类设备；
②感应式电磁噪声干扰。感应式电磁干扰，其主要产生原因为：变频器附近的输出、入线路的外部设备在电磁感应以及静电感应的作用下产生噪声干扰，这类电磁噪声同样会对设备产生一定的影响；
③电源传播式噪声干扰。电源传播式噪声干扰，其干扰传播方式为：当变频器与其设备共同使用同一电源供电时，变频器在运行时产生的电磁噪声会通过相连的电源线传入变频器设备，设备在电磁干扰的影响下，易发生误动作。
2）解决措施。针对辐射式电磁噪声，我们需要采取以下几种有效措施：第一种方法是将受到辐射传播噪声影响的外部设备安装到远离变频器的地方，从而降低辐射传播噪声对它们的影响；第二种方法是在变频器输入输出动力线上安装线性滤波器，这样以来，可以有效的抑制电源线辐射噪声；第三种方法是在设备信号线上使用屏蔽线并接地，同时也要在输入输出动力线上使用屏蔽线并接地，这样就形成了屏蔽层，从而抑制电磁噪声对设备的干扰。
针对感应式电磁噪声干扰，我们采取的抑制对策与辐射传播噪声的抑制对策是相同的。变频器设备使用同轴电缆，或使用双绞屏蔽线代替设备信号线，以此达到抑制或屏蔽感应式电磁噪声干扰的目的。电源传播式电磁噪声干扰的预防措施：采用降低载波频率的方式，抑制电磁噪声干扰。
针对电源传播式噪声，为了避免其它设备的误动作，需要采取和抑制以上两种噪声相同的策略，有效的抑制这种电磁噪声。
2变频器外部电气干扰与预防措施
在变频器安装位置附近，通常还安装一些继电器、电磁接触器等电气设备。这些电气设备在实际工作时，会产生电磁噪声干扰。电磁噪声的产生，会对安装于附近的变频器产生一定干扰，在电磁干扰的作用下，变频器运行可靠性受到影响，是变频器易发生误动作。为了保障变频器能够可靠运行，有必要对变频器采取防干扰措施。
1）设备需安装电磁噪声抑制器。解决外部设备对变频器的电磁干扰，主要有两种解决方式，一种是在设备上安装屏蔽设备，第二种就是对变频器安装屏蔽装置。电磁噪声干扰来源于设备，因此在干扰源头安装电磁噪声屏蔽装置有着良好作用。例如，在实际工业生产中，作为变频器设备之一的直流继电器，其输入端与变频器的输出端相连，为了防止继电器产生的电磁噪声对变频器产生干扰，需在变频器输出端与继电器输入端安装电涌吸收管，使继电器产生的电磁噪声干通过电涌吸收管的作用，抑制电磁噪声，从而保证变频器的运行可靠性。
2）变频器本身安装防干扰装置。在对变频器设备安装电磁噪声干扰抑制器的同时，还可对变频器本身安装电磁噪声抑制器。例如，通过对变频器安装滤波器，使设备产生的电磁噪声干扰信号在滤波器的作用下得到抑制、消除，从而达到抑制电磁噪声干扰的目的。
3变频器产生的泄露电流
泄漏电流主要包括对地漏电流和线间漏电流两种，对地漏电流容易使断路器、继电器等设备产生误动作，对它最有效的抑制对策就是降低载波频率，选择合适的设备。线间漏电不仅会使继电器产生误动作，还会对变频器本身造成一定的影响，抑制这种漏电流也是采取以上方法。在使用变频器内的电子热继电器时，要注意缩短它的动力线长度，对于3.7千瓦的变频器，要将动力线控制在50米以内，对于超过3.7千瓦的变频器，需要将动力线控制在100米以内。
结束语
在变频器实际工作运行中，除设备与变频器本身产生的电气干扰外，其工作环境对变频器也存在一定干扰，例如：雷电、温度、湿度、电网波动等，这些因素的变化对变频器工作可靠性同样产生较大影响。因此，在实际生产中，需对干扰因素进行分析，从而找出解决办法，保障变频器的工作可靠性。
参考文献
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